特許 6559138 ターボ機械の構成要素または一群の構成要素、および関連するターボ機械

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6559138

(24)【登録日】2019年7月26日

(45)【発行日】2019年8月14日

(54)【発明の名称】ターボ機械の構成要素または一群の構成要素、および関連するターボ機械

(51)【国際特許分類】

   F04D 29/32 20060101AFI20190805BHJP

   F01D 5/14 20060101ALI20190805BHJP

   F01D 9/02 20060101ALI20190805BHJP

【ＦＩ】

   F04D29/32 G

   F04D29/32 C

   F01D5/14

   F01D9/02 101

【請求項の数】16

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2016-541046(P2016-541046)

(86)(22)【出願日】2014年12月18日

(65)【公表番号】特表2017-500487(P2017-500487A)

(43)【公表日】2017年1月5日

(86)【国際出願番号】FR2014053437

(87)【国際公開番号】WO2015092306

(87)【国際公開日】20150625

【審査請求日】2017年12月15日

(31)【優先権主張番号】1362927

(32)【優先日】2013年12月18日

(33)【優先権主張国】FR

(73)【特許権者】

【識別番号】516227272

【氏名又は名称】サフラン・エアクラフト・エンジンズ

(74)【代理人】

【識別番号】110001173

【氏名又は名称】特許業務法人川口國際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】マニエール，ビアニー・クリストフ・マリー

(72)【発明者】

【氏名】ボルブレグト，マチュー・ジャン・リュック

(72)【発明者】

【氏名】ルーピィ，ガエタン・ジャン・マリー

(72)【発明者】

【氏名】モークレール，ポール・アンリ・ジョセフ

【審査官】 山崎 孔徳

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００１−２４８４０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−２６２１００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 欧州特許出願公開第０１９２７７２３（ＥＰ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０４Ｄ ２９／３２

Ｆ０１Ｄ ５／１４

Ｆ０１Ｄ ９／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

少なくとも第１および第２の翼（３Ｉ、３Ｅ）と翼（３Ｉ、３Ｅ）が延びてゆくプラットフォーム（２）とを備えるターボ機械の部品（１）または一組の部品であって、プラットフォーム（２）は、第１翼（３Ｉ）の腹面と第２翼（３Ｅ）の背面との間に、各翼（３Ｉ、３Ｅ）の前縁（ＢＡ）の下流に延びる実質的に三角形の断面を有する複数のフィン（４）を画定する非軸対称形表面（Ｓ）を有し、各フィン（４）は、
‐前方位置が、翼（３Ｉ、３Ｅ）の前縁（ＢＡ）から後縁（ＢＦ）まで延びる翼（３Ｉ、３Ｅ）の弦の相対的長さの５％から３５％の間に位置付けられるように、かつ
‐フィン（４）が第２翼（３Ｅ）の背面から離れる程、前記フィン（４）の前方位置は翼（３Ｉ、３Ｅ）の前縁（ＢＡ）から軸方向に離れるように、
フィン（４）が間に延びる表面（Ｓ）上の前方位置と後方位置とに関連付けられることを特徴とする、ターボ機械の部品（１）または一組の部品。

【請求項2】

各フィン（４）が、第１翼（３Ｉ）の腹面と第２翼（３Ｅ）の背面との間の距離の５％から２０％の間から成る幅を有する、請求項１に記載の部品または一組の部品。

【請求項3】

各フィン（４）が０．３から１．３の間から成る高さ対幅の比率を有する、請求項１から２のいずれか一項に記載の部品または一組の部品。

【請求項4】

各フィン（４）が１ｍｍから２５ｍｍの間から成る高さを有する、請求項１から３のいずれか一項に記載の部品または一組の部品。

【請求項5】

各フィン（４）が、フィン（４）に沿って前方位置から後方位置に拡大する高さを有する、請求項１から４のいずれか一項に記載の部品または一組の部品。

【請求項6】

各フィン（４）が第１および第２翼（３Ｉ、３Ｅ）の中央キャンバ線に対応するトラックを有する、請求項１から５のいずれか一項に記載の部品または一組の部品。

【請求項7】

各フィン（４）に関連付けられた後方位置が前記翼弦（３Ｉ、３Ｅ）の相対長さの５０％から１０５％の間に位置付けられる、請求項１から６のいずれか一項に記載の部品または一組の部品。

【請求項8】

各フィン（４）に関連付けられた前方および後方位置がそれぞれ、第１翼（３Ｉ）の腹面と第２翼（３Ｅ）の背面との間の距離の１０％から５５％の間から成る距離を第２翼（３Ｅ）の背面から隔てて位置付けられる、請求項７に記載の部品または一組の部品。

【請求項9】

表面（Ｓ）が並んだ２つまたは３つのフィン（４）を画定する、請求項１から８のいずれか一項に記載の部品または一組の部品。

【請求項10】

プラットフォーム（２）が、第１翼（３Ｉ）が延びてゆく第１プラットフォーム部位（２Ｉ）と第２翼（３Ｅ）が延びてゆく第２プラットフォーム部位（２Ｅ）とを備え、前記第１と第２のプラットフォーム部位（２Ｉ、２Ｅ）の間の連結部がフィン（４）を形成する、請求項１から９のいずれか一項に記載の部品または一組の部品。

【請求項11】

表面（Ｓ）が第１および第２端面（ＰＳ、ＰＲ）によって限定され、表面（Ｓ）は少なくとも１つのクラスＣ^１構造曲線（ＰＣ）において、それぞれが、各フィン（４）の前方位置と後方位置の間に位置決めされた端面（ＰＳ、ＰＲ）と実質的に平行な面に沿った第１翼（３Ｉ）の腹面と第２翼（３Ｅ）の背面との間の位置に応じて前記表面（Ｓ）の半径の値を表すクラスＣ^１構造曲線によって画定される、請求項１から１０のいずれか一項に記載の部品または一組の部品。

【請求項12】

各構造曲線（ＰＣ）が、データ処理手段によって、
（ａ）構造曲線（ＰＣ）を、第１翼（３Ｉ）の腹面と第２翼（３Ｅ）の背面との間の位置に応じて前記表面（Ｓ）の半径の値を表すクラスＣ^１曲線としてパラメータ化するステップにおいて、曲線は、
‐前記表面（Ｓ）が間に延びる２つの翼（３Ｉ、３Ｅ）の１つ１つの上にそれぞれがある２つの端制御点と、
‐端制御点同士間に位置付けられた少なくとも１つの中間制御点と、
‐少なくとも１つのスプラインと
によって画定され、
パラメータ化は少なくとも１つの制御点を定める１つまたは複数のパラメータによって実施されるステップと、
（ｂ）前記曲線の前記パラメータの最適値を決定するステップと、を実施することによってモデル化されている、請求項１１に記載の部品または一組の部品。

【請求項13】

プラットフォーム（２）が、複数の翼（３Ｉ、３Ｅ）が規則的に沿って位置決めされる環状形状を有する、請求項１から１２のいずれか一項に記載の部品または一組の部品。

【請求項14】

プラットフォーム（２）が、連続した各対の翼（３Ｉ、３Ｅ）の間に同じ非軸対称表面（Ｓ）を有する、請求項１３に記載の部品または一組の部品。

【請求項15】

翼付きディスクまたは圧縮機ステータ段である、請求項１４に記載の部品または一組の部品。

【請求項16】

請求項１から１５のいずれか一項に記載の部品（１）または一組の部品を備えるターボ機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、翼と非軸対称形の表面を有するプラットフォームとを備えるターボ機械の部品に関する。

【背景技術】

【0002】

装置の性能を常に向上させなくてはならないという必要性、とりわけ航空機装置、例えばターボジェットのロータ（即ち図１で示されるような半径方向に延びる羽根が取り付けられたハブによって形成されるアセンブリ）などの性能を常に向上させなくてはならないという必要性は、現在、コンピュータによるモデル作成ツールを使用することを余儀なくされている。

【0003】

これらのツールは、多数のシミュレーション計算を実行することによって、それらのある種の特徴を自動的に最適化することによって部品設計に役立っている。

【0004】

ロータまたはステータの幾何学的空気力学的および／または音響学的最適性を追求することによって現在、脈、即ち流体が流れる羽根同士間の一組の流路（言い換えれば羽根間セクション）で、局部的に非軸対称形の壁（即ち、回転軸に垂直な平面の断面は円形ではない）を有するハブの実現をもたらしている。そのことはそこで優勢な特定の状況を反映している。非軸対称形の脈は、３次元空間の一般的に環状の表面を画定する（ハブの「スライス」）。

【0005】

しかし、特にターボ機械の圧縮機段では、これらの幾何形状は尚も改良されることが可能であると認められている。実際、翼／壁の連結部は依然として二次流の（したがって圧縮機段内の大量損失の）部位のままであるが、それは、大きな境界層が圧縮機の上流から発達する壁の近接性と、翼の背面から隣接する翼の腹面に確立された圧力勾配とに起因する。

【0006】

これらの要素の組み合わせは、各翼の背面上に低エネルギー状態で流体の湧昇を発生させ、大きな渦という形で風下に顕在化され、それは損失の源である。壁付近には過度の偏向、上には縮小された偏向も観察される。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

装置の効率に関して性能を向上させるように、しかし操作性も機械的強度も低下させずにこれらの問題を正すことを可能にする新たな幾何形状を利用可能にすることができれば望ましいであろう。

【課題を解決するための手段】

【0008】

このように本発明は、少なくとも第１および第２の翼と翼が延びてゆくプラットフォームとを備えるターボ機械の部品または一組の部品であって、プラットフォームは、第１翼の腹面と第２翼の背面との間に、各翼の前縁の下流に延びる実質的に三角形の断面を備えた複数のフィンを画定する非軸対称形表面を有し、各フィンは、
‐前方位置が、翼の前縁から後縁まで延びる翼弦の相対的長さの５％から３５％の間に位置付けられるように、かつ
‐フィンが第２翼の背面から離れる程、前記フィンの前方位置は翼の前縁から軸方向に離れるように、
各フィンが間に延びる表面上の前方位置と後方位置とに関連付けられることを特徴とする、部品または一組の部品を提案する。

【0009】

部品の表面のこの特有の非軸対称幾何形状のフィン（複数）は空気力学的な分離を防止する。

【0010】

その結果として圧縮機段の操作性および効率が向上される。

【0011】

他の有利かつ非制限的な特色によると、
・各フィンは第１翼の腹面と第２翼の背面との間の距離の５％から２０％の間から成る幅を有する。
・各フィンは０．３から１．３の間から成る高さ対幅の比率を有する。
・各フィンは１ｍｍから２５ｍｍの間から成る高さを有する。
・各フィンは、フィンに沿って前方位置から後方位置に拡大する高さを有する。
・各フィンは、第１および第２翼の中央キャンバ線に対応するトラックを有する。
・各フィンに関連付けられた後方位置は、前記翼弦の相対長さの５０％から１０５％の間に位置付けられる。
・各フィンに関連付けられた前方および後方位置はそれぞれ、第１翼の腹面と第２翼の背面との間の距離の１０％から５５％の間から成る距離を第２翼の背面から隔てて位置付けられる。
・表面は並んだ２つまたは３つのフィンを画定する。
・プラットフォームは、第１翼が延びてゆく第１プラットフォーム部位と第２翼が延びてゆく第２プラットフォーム部位とを備え、前記第１と第２のプラットフォーム部位間の連結部がフィンを形成する。
・表面は第１および第２端面によって限定され、表面は少なくとも１つのクラスＣ^１構造曲線において、それぞれが、各フィンの前方位置と後方位置の間に位置決めされた端面と実質的に平行な面に沿った第１翼の腹面と第２翼の背面との間の位置に応じて前記表面の半径の値を表すクラスＣ^１構造曲線によって画定される。
・各構造曲線は、データ処理手段によって、
（ａ）構造曲線を、第１翼の腹面と第２翼の背面との間の位置に応じて前記表面の半径の値を表すクラスＣ^１曲線としてパラメータ化するステップにおいて、曲線は、
‐前記表面が間に延びる２つの翼の１つ１つの上にそれぞれがある２つの端制御点と、
‐端制御点同士間に位置付けられた少なくとも１つの中間制御点と、
‐少なくとも１つのスプラインとによって画定され、
パラメータ化は少なくとも１つの制御点を定める１つまたは複数のパラメータによって実施されるステップと、
（ｂ）前記曲線の前記パラメータの最適値を決定するステップにおいて、
・プラットフォームは、複数の翼が規則的に沿って位置決めされる環状形状を有し、
・プラットフォームは、連続した各対の翼の間に同じ非軸対称形表面を有し、
・部品は翼付きディスクまたは圧縮機ステータ段である、ステップと、
を実施することによってモデル化されている。

【0012】

第２の態様によると、本発明は第１の態様による部品を備えるターボ機械に関する。

【0013】

好ましい実施形態の後に続く説明を読めば、本発明の他の特色および利点が明らかにされる。この説明は添付図面を参照してここに与えられる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】先に説明されたが、ターボ機械の例を示す図である。

【図2】本発明による部品の好ましい実施形態を示す図である。

【図3】本発明による部品のフィンの幾何形状の概略図である。

【図4】本発明による単一部片のフィンを達成する構造の概略図である。

【図5a】１つの幾何形状についての流れおよび摩擦線の観察結果を示す図である。

【図5b】１つの幾何形状についての流れおよび摩擦線の観察結果を示す図である。

【図5c】１つの幾何形状についての流れおよび摩擦線の観察結果を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

図２を参照すると、ターボ機械の本発明の部品１（それが単一部片でなければ一組の部品）は、少なくとも２つの連続した翼３Ｅ、３Ｉと翼３Ｅ、３Ｉが延びてゆくプラットフォーム２とを有する。プラットフォームという用語は本明細書では広く解釈され、一般的に翼３Ｅ、３Ｉが（半径方向に延びて）取り付けられそうな、空気が当たって循環する内／外壁を有するターボ機械の任意の要素を指す。

【0016】

特に、プラットフォーム２は単一部片であること（そのように部品１の翼全てを支持する）、あるいは単一の翼３Ｅ、３Ｉ（翼の１つの「根元」）をそれぞれが支持する複数の基本的部材から形成されて、図２に示された種類の羽根を構成することが可能である。特に、プラットフォーム２は、以下に説明される有利な実施形態で、翼３Ｅ、３Ｉのそれぞれにプラットフォーム部位２Ｉ、２Ｅを備えることが可能である。

【0017】

加えて、プラットフォーム２は、ハブを画定することによって部品１の半径方向内側壁（ガスがその周りを通る）の範囲を定めること、かつ／あるいは次いで部品１のケーシングを画定することによって部品１の半径方向外側壁（その内側をガスが通り、翼３Ｉ、３Ｅが中心に向かって延びる）の範囲を定めることが可能である。留意されるべきは、同じ部品１が同時にこれらの２つのタイプのプラットフォーム２を備えることが可能であるということである。言うまでもなく、説明されるように、部品１は様々なタイプであることが可能であり、特に、とりわけ二次流取り入れ口（ＯＧＶ「出口案内翼」）ではロータ段（一体的な特性に依存する、もしくはアセンブリのものではないブリスク（「翼付きディスク」）またはインペラ）あるいはステータ段（固定または可動翼ＶＳＶ（「可変ステータ翼」））である。既に導入されている図１を参照されたい。

【0018】

本説明の残りの部分では、ＯＧＶ段の実施例が一例として使用されるが、当業者であれば、いかにそれを他のタイプの部品１に（例えば「ファン」、言い換えれば送風機に、または低圧圧縮機段に）置き換えるかを知っているであろう。

【0019】

プラットフォームの表面
本発明の部品１は、部品１のプラットフォーム２の表面Ｓの特殊な（非軸対称形の）幾何形状によって区別され、その有利なモデル化が図２で観察される。

【0020】

表面Ｓは２つの翼３Ｅ、３Ｉ（そのうち図２では一方のみ見ることができて、表面Ｓへのより充分な観察が可能になる。しかしいずれの場合も見えていない翼のトラックが観察される。）の間に延び、翼が表面を横方向に限定する。

【0021】

表面Ｓは、実際には部品１の周りで実質的にトロイダル形状を画定する大きな表面の一部位である。部品１の円周内の周期性を（限定する訳ではなく）想定すると（即ち翼３Ｅ、３Ｉが同一であり、均一に分配される場合）、壁は各対の翼３Ｅ、３Ｉの間に重複された複数の同一表面から成る。

【0022】

表面Ｓ’も図２で見られ、このようにそれらは表面Ｓの複製である。

【0023】

この図で見られるものとして、表面ＳとＳ’のそれぞれを半分２つに分割する線もある。この構造は、プラットフォーム２が複数の基礎部材から成り、それぞれが羽根を共に形成する翼３Ｅ、３Ｉを支持する根元である。このように、これらの翼根元（本説明の残りの部分では「プラットフォーム部位」と呼ばれる）はそれぞれ翼３Ｅ、３Ｉのいずれかの側に延び、そのことによって表面Ｓが２つの個別の翼根元に関連付けられた並置表面を備えるという事実が存在する。したがって部品１は、少なくとも２つから成る一組の並置羽根（翼／翼根元のアセンブリ）である。これらは、言い換えれば翼とは無関係な、「付けられた」プラットフォームとは対照的に「一体型」プラットフォームである考えられる（表面Ｓはその場合単一要素から成ることが可能である）。言うまでもなく、本発明はプラットフォーム２の特定の構造に限定されない。

【0024】

表面Ｓは上流で第１端面、つまり「分離平面」ＰＳによって限定され、下流で第２端面、つまり「連結平面」ＰＲによって限定され、それぞれが連続微分係数を備えた連続した軸対称形の輪郭を画定する（平面ＰＲおよびＰＳのそれぞれと部品１の表面との交点に対応する曲線は一般的に閉じられ、ループを形成する）。表面Ｓは実質的に平行四辺形の形状を有し、２つの端面ＰＳとＰＲ、一対の連続した翼の２つの翼３Ｅと３Ｉの間を連続的に延びる。この翼対の一方の翼は第１翼３Ｉまたは腹面翼である。それは実際にはその腹面を表面Ｓに提示する。他方の翼は第２翼３Ｅ、または背面翼である。それは実際にはその腹面を表面Ｓに提示する。各「第２翼」３Ｅは、図２の表面Ｓ’などの隣接する表面の「第１翼」３Ｉである（各翼３Ｅ、３Ｉは腹面と背面を有することから）。

【0025】

表面Ｓは有利に、「構造平面」とも呼ばれる構造曲線ＰＣによって画定される。各構造曲線ＰＣは、端面ＰＳ、ＰＲと実質的に平行な面に沿った第１翼３Ｉの腹面と第２翼３Ｅの背面との間の位置に応じて前記表面Ｓの半径の値を表すクラスＣ^１曲線である。

【0026】

半径によって意味されるのは、表面上の点と部品１の軸との間の距離である。したがって軸対称形表面は一定半径を有する。

【0027】

構造曲線ＰＣは典型的にはスプライン、即ちパラメトリック多項式曲線であり、その中で好ましくはベジエ曲線が言及されることが可能である。

【0028】

フィン
本発明の部品の非軸対称形表面Ｓは、それが、翼３Ｉ、３Ｅそれぞれの前縁（ＢＡ）の下流に延びる実質的に三角形の断面を有する少なくとも複数のフィン４を画定するという点で注目に値する。ストリーム上には２つまたは３つのフィン４が存在することが好ましい（図２は２つのフィン４を使用して解決策を示すが、異なった可能性についても以下で説明がなされる）。

【0029】

部品の２つの翼の間でフィンを利用可能に有するという事実が知られている（例えば特許出願書である欧州特許第１９２７７２３号明細書、日本特許第６０２２００２号明細書、米国特許第４０２３３５０号明細書を参照）。しかし、知られているフィンは一般的に平坦な「ストリップ」である。実際、これらの知られているフィン（一般的に多数型）は偶発的な流れと渦の発生とに対する障壁として作用する役目しか有さない。

【0030】

本発明のフィン４は、偶発的な流れの偏向を向上させ、背面に沿った流体の湧昇を回避することを目的とする。このやり方で、フィン４は圧縮機段の効率および操作性を向上させ、後続の段に対してより清潔／より均質な流体を準備する。

【0031】

特に、本発明のフィン４の前縁で渦度の拡大が現れるが、はるか下流では、横断渦の縮小が優勢になり、渦の度合いが最大６％分低減する。このように、少なくとも１つのフィン４を加えることは、後縁での分離を軽減する。これが、境界層での流れ上へのフィンの案内効果の直接的な結果である。より小さなエネルギーしか第２翼３Ｅの背面を打ち付けず、このようにストリーム線は、より大きな困難を伴ってしか起こり得ない。分離の高さは半分縮小されることが可能である（異なる実施形態との比較のため以下を参照されたい）。

【0032】

全ての場合において、フィン４は実質的に三角形状の断面を有する。それは、背面頂部によって角度付きまたは接線連結のいずれかで接合された２つの斜面をそれらが有することを意味する。２つの面自体は角度付きまたは接線連結のいずれかでストリーム（表面Ｓの残りの部分）に取り付けられる。図２で分かるように、各フィン４は面取り端部をさらに有することが可能である。

【0033】

各フィン４は、第１および第２翼３Ｉ、３Ｅの中央キャンバ線に対応するトラック（即ち軌道）を有することが好ましい。非常にしばしば、全ての翼が同じキャンバを有する。そのために全てのフィン４および翼３Ｉ、３Ｅが類似の曲線を有する訳であるが、言うまでもなく、本発明はこの事例に限定されない。

【0034】

このことは特に図３に現れており（翼３Ｉ、３Ｅのキャンバとフィン４のトラックとは各要素に示された平均線である）、図３は単独型のフィン４の概略を示す。

【0035】

留意されるべきは、フィン４は他の利点、即ちそれらが熱交換器として使用されて部品１の冷却をし易くすることが可能であるという利点も提供することである。

【0036】

寸法および位置
フィン４は有利に、第１翼３Ｉの腹面と第２翼３Ｅの背面との間の距離の５％から２０％（好ましくは１０％から１５％）の間から成る幅を有する。本明細書で考慮される幅はフィン４の根元の最大幅（前方および後方面取部を除いて実質的に一定である）である。この幅と、第１翼３Ｉの腹面と第２翼３Ｅの背面との間の距離とは、端面ＰＳ、ＰＲに平行な平面に沿ったところ（言い換えれば先に言及された構造曲線に沿ったところ）で最も良く分かる。それらは図２に見ることができ、図３で垂直方向に示される。

【0037】

各フィン４は、０．３から１．３の間から成る高さ対幅の比率を有することが好ましく、それは、圧縮機段の従来通りの寸法で、１ｍｍから２５ｍｍの間から成る高さを与える。

【0038】

各フィン４は特に２つの端点によって画定される。それらは即ち表面Ｓ上の前方位置と後方位置とであり、それらの間にフィン４が延びる（特に翼３Ｉ、３Ｅのキャンバを辿って）。

【0039】

前方位置は、図３の参照シンボル内で座標Ｘ_ＢＡと座標Ｙ_ＢＡによって画定され、後方位置は座標Ｘ_ＢＦと座標Ｙ_ＢＦによって画定される。これらの座標はそれぞれにその位置の軸方向座標とアジマス座標である。

【0040】

第１座標Ｘは、翼３Ｉ、３Ｅの前縁ＢＡから後縁ＢＦに延びる、相対長さで表された翼３Ｉ、３Ｅの弦に沿った（軸方向）位置を指す（言い換えれば、Ｘ＝０は翼３Ｉ、３Ｅの前縁ＢＡとの位置合わせに対応し、Ｘ＝１は後縁ＢＦとの位置合わせに対応する）。

【0041】

優先的に、これらの位置は、
‐（軸方向の）前方位置が、翼３Ｉ、３Ｅの弦の相対長さの５％から３５％の間（好ましくは１５％から２５％の間）に位置付けられ（即ちＸ_ＢＡ∈［０．０５，０．３５］）、
‐（軸方向の）後方位置が、翼３Ｉ、３Ｅの弦の相対長さの５０％から１０５％の間（好ましくは７０％から８５％の間）に位置付けられる（即ちＸ_ＢＦ∈［０．５，１．０５］）、のようなものである。

【0042】

フィン４は翼３Ｉ、３Ｅの前縁ＢＡと後縁ＢＦの間に必ずしも含まれる訳ではなく、後縁ＢＦの下流に軸方向に延びることが可能であるということが留意されよう。

【0043】

第２座標Ｙは、第２翼３Ｅの背面から第１翼３Ｉの腹面に延びる、相対長さで表されたチャネル幅に沿った（アジマス）位置を指す（言い換えれば、Ｙ＝０は第２翼３Ｅの背面に対する点に対応し、Ｙ＝１は第１翼３Ｉの腹面に対する点に対応する）。

【0044】

これらの位置は、フィン４に関連付けられた前方および後方位置のそれぞれが、チャネル幅の１０％から５５％の間に含まれる距離を第２翼３Ｅの背面からの隔てて位置付けられる（即ちＹ_ＢＡ，Ｙ_ＢＦ∈［０．１，０．５５］）ことが好ましい。したがってフィン（複数）４はストリーム内で心合わせされることが可能であるが、好ましくは第２翼３Ｅの背面により近い。

【0045】

一般的に、フィン４が第２翼３Ｅの背面から離れるほど、前記フィン４の（軸方向）前方位置は翼３Ｉ、３Ｅの前縁ＢＡから離れる。言い換えれば、背面からスタートして、Ｘ_ＢＡが増大するにつれて、フィンは段付きとなる。

【0046】

この幾何形状は、入射流偏向効果の漸進的な増幅を可能にし、そのことは、観察される流体の湧昇が背面に沿って漸進的であり、流体の移行は腹面から背面に向かって起こるという範囲では望ましい（以下に説明される図５ａを参照）。このようにフィン４への段付けはストリームの底部付近の流れの均一性を向上させ、分離の高さをさらに縮小する。

【0047】

各フィン４は、前方位置から後方位置へ、即ち軸方向位置が増大するにつれて、フィン４に沿って拡大する高さを有することが同様に好ましい。フィン４の段付けと相関関係があるフィン４の高さの漸進性は、ストリームの底付近の流れの均一性と分離高さの縮小とをも向上させる。フィンの高さは、特に軸方向位置に対して直線的または二次曲線的変化を有することが可能である。

【0048】

留意されるべきは、フィン４の最大高さは、第２翼３Ｅの背面からの距離と共に縮小することが可能であって、フィン４の段付けと変化可能な高さとの複合効果を増幅させるようになるということである。

【0049】

フィンの数
２つのフィン４で最良の結果が得られる。３つのフィン４を超過しないことが望ましい。

【0050】

２つのフィンを使用する場合、これらはプラットフォーム２の部位２Ｉ、２Ｅのそれぞれの中央内に配置されることが可能であるが（図２で分かるように）、好ましくは、フィン４はむしろストリームの背面側上に存在するべきである。例えば、第１フィンはアジマス位置Ｙ_ＢＡ，Ｙ_ＢＦ∈［０．２，０．２５］に関連付けられることが可能であり、第２フィンはアジマス位置Ｙ_ＢＡ，Ｙ_ＢＦ∈［０．５，０．５５］に関連付けられることが可能である。

【0051】

フィン４の１つがストリームの中央内に位置決めされる場合には（フィン４に関連付けられる前方および後方位置は、第２翼３Ｅの背面からチャネル幅の約５０％の距離を隔てて位置付けられる）、プラットフォーム２の構造を使用してこのフィン４を再構成することが可能である。このように、プラットフォーム２が、第１翼３Ｉが延びてゆく第１プラットフォーム部位２Ｉと第２翼３Ｅが延びてゆく第２プラットフォーム部位２Ｅとを備える場合、プラットフォーム２の２つの部位２Ｉ、２Ｅ間の連結はフィン４のトラックに対応するように設けられることが可能である。

【0052】

次いでプラットフォーム間の適切な形状の突き出た連結部がフィンを形成することが可能である（他方のフィン４を示さない図４で分かるように）。

【0053】

この解決法は多数の利点を有する。それは、知られている部品に対してそれがいくつかの修正しか必要とせず、プラットフォーム２の部位同士間により大きな接線隙間ができるのを可能にすることによって、組み立て／解体をし易くすることが可能なことによる。

【0054】

代替方法として、または補足として、少なくとも１つのフィン４が表面Ｓ内に内在し、構造曲線ＰＣの使用がそれらを画定することを可能にする（単一フィン４の場合にも、それが連結部から得られなければ該当する）。例えば図２で分かるように、少なくとも３つの構造曲線が使用されることが好ましい。図２では７つある。即ち１つの前方曲線（それは先に規定された前方点を通過する）と、少なくとも１つの中央曲線と、後方曲線（これも先に規定された後方点を通過する）とである。中央曲線（複数）（その数は様々であることができる）は有利に規則的な間隔で位置決めされる。第１および第２中央曲線は、フィン４の１つの面取部と本体との間の接合部に位置決めされることが可能である。１つのフィン４の後方曲線は別の中央曲線となる、等々が可能である。

【0055】

後方曲線は便利に連結平面ＰＳと区別ができなくなり得る（フィン４は後縁を超えて延びる）ということが留意される。他方、任意のフィン４の上流または下流に位置決めされる（したがってそれを画定することに寄与しない）他の構造曲線が存在することが可能である。

【0056】

このように各構造曲線ＰＣは複数の制御点によって画定される（フィン４の前方位置と後方位置の間に位置決めされた各構造曲線ＰＣに対してフィン４ごとに、端と中間の制御点、少なくとも１つ中間制御点（さらに中央曲線には２つの中間制御点）が必要とされる。）制御点を定めるパラメータ（複数）は、点の横座標と、点の縦座標と、その点における曲線に対する接線の方向と、その点における曲線に対する半接線にそれぞれが関連付けられた１つ（端制御点の場合には、曲線の定義域内の半接線しか、点に依存して左または右に、考慮に入れられることが可能でない）または２つ（中間制御点の場合）の張力係数とのいずれかから選択される。

【0057】

端制御点の位置は翼３Ｉ、３Ｅによって制約される。他方、これらの点における曲線に対する接線の方向（言い換えれば微分係数）が表面Ｓの勾配、特にフィン４のフランクの勾配（したがってその幅および高さ）をチェックすることを可能にする。

【0058】

表面のモデル化
構造曲線ＰＣを使用した表面の画定は、部品１の自動的最適化をし易くする。

【0059】

このように各構造曲線ＰＣは、
（ａ）構造曲線ＰＣを、第１翼３Ｉの腹面と第２翼３Ｅの背面との間の位置に応じて前記表面Ｓの半径の値を表すクラスＣ^１曲線としてパラメータ化することにおいて、曲線は、
‐前記表面Ｓが間に延びる２つの翼３Ｅ、３Ｉの１つ１つの上にそれぞれがある２つの端制御点と、
‐端制御点同士間に位置付けられた少なくとも１つの（有利には２つの）中間制御点と、
‐少なくとも１つのスプラインとによって画定され、
パラメータ化は、少なくとも１つの制御点を定める１つまたは複数のパラメータによって実施される、パラメータ化と、
（ｂ）前記曲線の前記パラメータの最適値の決定と、を適切に実施することによってモデル化されることが可能である。

【0060】

これらのステップは、データ処理手段（例えばスーパーコンピュータ）を備えるコンピュータ装置によって実施される。

【0061】

端または中間制御点のある種のパラメータ、例えば接線の斜め間隔は、望まれる勾配条件を満たすように固定される。

【0062】

各曲線のモデル化中に、最適化されるべき基準として多数の基準が選択されることが可能である。例として、機械的負荷に対する耐性、周波数応答、翼３Ｅおよび３Ｉの変位などの機械的特性と、効率、圧力上昇、流れ容量、またはポンピングマージンなどの空気力学的特性とを最大化することを試みることが可能である。

【0063】

その目的のために、最適化しようとする法則をパラメータ化すること、即ちそこからＮ個の入力パラメータの関数を作り出すことが必要である。そうすると最適化は、これらの様々なパラメータを制約条件で変化させて（一般的にはランダムに）、最後に所定の基準に対してそれらの最適な値を決定することから成る。すると決定された中継点からの補間によって「平滑化された」曲線が得られる。

【0064】

必要な計算の数が問題の入力パラメータの数に直接リンクされる（直線的にまたは指数関数的に）。

【0065】

多数の方法が知られているが、仏国特許第１３５３４３９号明細書に説明されたものと類似の方法が実施されるのが好ましく、それは高いコンピューティングパワーを消費しないで優れたモデル化の品質を可能にしながら、なおかつルンゲ現象（表面の行き過ぎた「起伏」）を制限する。

【0066】

留意されるべきは、翼３Ｅ、３Ｉが、特にこれもスプラインおよびユーザ制御点を使用して、特殊なモデル化の対象であり得る連結曲線を通してプラットフォーム２に連結されるということである。

【0067】

フィンの効果
第２翼２Ｅの背面に沿って流れおよび摩擦ラインが観察される。即ち、フィンのない幾何形状（図５ａ）、単一フィンを有する非軸対称の幾何形状（図５ｂ）、２つのフィンを有する非軸対称の幾何形状（図５ｃ）である。

【0068】

図５ｂ、殊に５ｃに明確に見えるのが、分離高さの縮小であり、それは３３％分下落している。渦度の増大は１つのフィンに対して２．３％、２つのフィンに対して３．８％に到達し、したがって０．２〜０．３パーセントの効率性の増大が生じる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5a】

【図5b】

【図5c】